EP1273878A2 - Procedure and microscope to detect an object - Google Patents
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- EP1273878A2 EP1273878A2 EP02100757A EP02100757A EP1273878A2 EP 1273878 A2 EP1273878 A2 EP 1273878A2 EP 02100757 A EP02100757 A EP 02100757A EP 02100757 A EP02100757 A EP 02100757A EP 1273878 A2 EP1273878 A2 EP 1273878A2
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- G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning
Definitions
- the present invention relates to a method and a microscope for detection of an object, with a light source illuminating the object and a the object on an imaging imaging system.
- one to be measured Object - usually a wafer or an exposure mask for manufacturing of a wafer - illuminated with light of wavelength 365 nm. That so Illuminated object is placed on a detector with a microscope objective mapped, the detector is usually designed as a CCD camera.
- the present invention is therefore based on the object of a generic Method and a generic microscope for the detection of a Specify and further object, which is an increase in the effective Resolving power of the imaging system allows that over the Limit of what is determined by the properties of the imaging system Resolving power goes beyond.
- the method of the generic type according to the invention solves the foregoing Task by the features of claim 1. After that is a Such a method is characterized in that the object is used several times different resolution of the imaging system is detected and that in order to achieve an optimized resolving power, the detected ones Image data fed to a statistical and / or numerical evaluation become.
- the invention it was first recognized that it is very difficult to to improve the optical resolution of an imaging system. Against that the maximum resolution of an imaging system is relatively simple deteriorate, for example by reducing the numerical Aperture of the imaging system with the help of a corresponding, in Beam aperture arranged aperture.
- the result can be statistical and / or numerical Evaluation of an image, a characteristic parameter or a measured value of the Object with a resolution of the imaging system that cannot be set or that was not set for the detections.
- the result of the statistical and / or numerical evaluation is a statement with which Resolution of the imaging system the previously recorded Object must be optimally mapped, for example to other objects comparable type with this optimized resolution.
- the resolution of the imaging system could be varied the wavelength of the illuminating light can be changed.
- microscopes could range from one to the Mercury vapor lamp used for object lighting suitable color filters light of different wavelengths are selected, with which the object is illuminated during the individual object detections.
- several light sources could be provided for object lighting be that emit light of different wavelengths.
- a simultaneous coupling of light of different wavelengths in combination with a Simultaneous detection of the object could also be multiple object detections each with a different resolution of the imaging system represent when multiple detectors simultaneously object data from light each detect a wavelength.
- Wavelength-selective beam splitters in the beam path of the imaging system to be provided in front of the respective detectors.
- the resolution of the imaging system could be varied with at least one means. This could be done with a Microscope another microscope objective in the nosepiece the imaging beam path are introduced, for example Microscope lenses of the same magnification and different numerical Aperture are arranged in the nosepiece.
- a means of varying the Resolving power of the imaging system could also be an im Beam aperture of the imaging system arranged with aperture variable diameter serve. So would be the multiple object detection different diameters of the aperture diaphragm.
- a change in the resolving power of the imaging system could can also be achieved by using the resolution of the detected images Methods of digital image processing or numerically deteriorated.
- a combination of several pixels is conceivable, one Low pass filtering of the images could also be provided.
- the image data could be folded with two or three dimensional functions be the mapping of the imaging system at each describe different resolutions and which, for example, by means of Simulation calculations were calculated.
- the resolution of the Imaging system detects the object several times.
- the image data thus detected could be used for a statistical evaluation, whereby in particular the noise component or the measurement error of these detected Image data can be reduced.
- the statistical Evaluation of the image data of a set that has been detected several times Resolution of the imaging system averaging or include another statistical weight.
- the detected Image data characteristic parameters of the object are extracted.
- the edge or the edge course of a conductor track from of great interest so that the relevant characteristic parameter is the Edge of such a trace is to be extracted.
- the Intensity curve along a curve through a detected structure or a detected object of interest is usually the Intensity curve along a distance in the detected image as characteristic parameter extracted.
- the characteristic parameters are preferably extracted from the Image data, each with differently set resolution of the imaging system were detected.
- Localization of an edge of a conductor track in each case in the detected Image data of different resolutions are extracted, whereby then, as expected, different values for the localization of the edge be determined.
- resolution of the Imaging system may be provided.
- the interpolation or extrapolation could also refer to the values of the characteristic parameters approximate function.
- the values of the extracted characteristic parameters could be a function of the resolving power of the Imaging system of a numerical and / or statistical evaluation are fed.
- the goal of such an evaluation could be, for example Find a function that is the values of the characteristic parameters approximated.
- the method according to the invention does not aim to create invisible structures for a given optical To make resolving power visible, but by specifying the Resolution of the imaging system the measurement errors more characteristic Reduce or at least minimize parameters.
- the microscope according to the invention preferably coordinate measuring machine, for Detection of an object solves the task mentioned at the outset by Features of claim 10. According to such a microscope Detection of an object characterized in that the object several times detectable with different resolution of the imaging system is and the detected ones to achieve an optimized resolving power Image data from a statistical and / or numerical evaluation are feedable.
- the microscope according to the invention is used to detect a Object for performing a method according to one of claims 1 to 9. In this respect, to avoid repetitions on the previous part referred to the description.
- the semiconductor tracks were each different Resolutions of the microscopic imaging system or Coordinate measuring device detected.
- the image data thus obtained is one statistical and numerical evaluation.
- the resolution of the microscopic imaging system was determined during the detection changed by varying the wavelength of the illuminating light. So the light source of the semiconductor inspection microscope light of the wavelengths 365 nm, 456 nm, 521 nm, 608 nm and 730 nm filtered out.
- characteristic parameters of the Traces extracted. 1 is the intensity distribution so-called profile - at one point of the two conductor tracks across Dependence of the position plotted. Accordingly, the Measurement of conductor tracks as a characteristic parameter of the Intensity curve extracted along a straight line perpendicular to the conductor track.
- the line width of the Conductor tracks determined. For this, the individual edges of the conductor track calculated, namely the position of an edge is determined where the 50% value related to the difference from maximum to minimum of Edge transition is. Once the edge positions are determined, the Width of the respective conductor track from the difference between the first edge and second edge calculated.
- ⁇ is the respective wavelength of the light used.
- the line width can now be determined using the approximation function determined in this way of the detected interconnects in a range of the resolving power of the Semiconductor inspection microscope are specified, which is not detected was, for example at a wavelength of 670 nm. Furthermore, in the line width of the conductor track in a particularly advantageous manner Wavelength of light and thus with a resolution of the Imaging system are specified, in which no measurement at all has taken place or can take place. The specification or the determination of the corresponding line width of the conductor track is made with the help of an extrapolation the approximation function.
- the filled five symbols from FIG. 2 correspond to the extracted values of the width of the conductor tracks.
- the three X symbols correspond to simulated values that were calculated with detailed knowledge of the properties of the imaging system and knowledge of the object. These simulated values are drawn into the same diagram in order to check the conformity of the method according to the invention with the microscopic imaging theory.
- the following table shows the wavelength of the simulation calculation and the error that corresponds to the distance between the simulated values and the approximation function from FIG. 2. ⁇ [nm] Error [nm] 304 0.12 228 0.35 183 0.54 0 2.13
- the inventive method can be used in a particularly advantageous manner Procedure for an "impossible" resolution - e.g. detection with light the wavelength 0 nm - are extrapolated, with the error here is about 2 nm.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Mikroskop zur Detektion eines Objekts, mit einer das Objekt beleuchtenden Lichtquelle und einem das Objekt auf einen Detektor abbildenden Abbildungssystem.The present invention relates to a method and a microscope for detection of an object, with a light source illuminating the object and a the object on an imaging imaging system.
Verfahren und insbesondere Mikroskope der gattungsbildenden Art sind seit geraumer Zeit aus der Praxis bekannt. In industriellen Anwendungen, beispielsweise bei der Metrologie von Linienbreiten oder Positionen auf Substraten der Halbleiterindustrie, kommen Koordinaten-Messgeräte zum Einsatz, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 198 19 492.7-52 beschrieben sind. Dieses Messgerät dient zur hochgenauen Messung der Koordinaten von Strukturen auf Substraten, z.B. Masken, Wafern, Flachbildschirmen und Aufdampfstrukturen, insbesondere aber für transparente Substrate. Die Koordinaten werden relativ zu einem Bezugspunkt auf wenige Nanometer genau bestimmt.Methods and in particular microscopes of the generic type have been known for some time from practice. In industrial applications, for example in the metrology of line widths or positions Coordinate measuring devices come to the substrates of the semiconductor industry Use as used, for example, in German patent application DE 198 19 492.7-52 are described. This measuring device is used for high accuracy Measuring the coordinates of structures on substrates, e.g. masks, Wafers, flat screens and vapor deposition structures, but especially for transparent substrates. The coordinates become relative to one Reference point determined to within a few nanometers.
Bei der Metrologie von Linienbreiten oder Positionen auf Substraten der Halbleiterindustrie werden zur Extraktion charakteristischer Messparameter die detektierten Bilder digital verarbeitet. Hierzu wird ein zu vermessendes Objekt - üblicherweise ein Wafer oder eine Belichtungsmaske zur Herstellung eines Wafers - mit Licht der Wellenlänge 365 nm beleuchtet. Das so beleuchtete Objekt wird mit einem Objektiv des Mikroskops auf einen Detektor abgebildet, wobei der Detektor üblicherweise als CCD-Kamera ausgebildet ist.When metrology of line widths or positions on substrates of the Semiconductor industry are used to extract characteristic measurement parameters the detected images are processed digitally. For this purpose, one to be measured Object - usually a wafer or an exposure mask for manufacturing of a wafer - illuminated with light of wavelength 365 nm. That so Illuminated object is placed on a detector with a microscope objective mapped, the detector is usually designed as a CCD camera.
Das erzielbare Auflösungsvermögen eines solchen Abbildungssystems ist im wesentlichen abhängig von der verwendeten Wellenlänge des Lichts und von der numerischen Apertur des Objektivs. So müsste zur Erhöhung des Auslösungsvermögens des Abbildungssystems die numerische Apertur vergrößert werden, was jedoch bei den heutigen Mikroskopobjektiven kaum noch möglich ist, da man an der Grenze des optisch und feinmechanisch machbaren weitgehend angelangt ist. Die Verwendung kleiner Wellenlängen des Lichts erfordert den Einsatz spezieller Optiken und optischer Komponenten, so dass auch hierbei nicht Licht beliebig kleiner Wellenlängen verwendet werden kann.The achievable resolution of such an imaging system is in depends essentially on the wavelength of light used and on the numerical aperture of the lens. So would have to increase the trigger capacity of the imaging system increases the numerical aperture become, which is hardly possible with today's microscope objectives is because you are at the limit of what is optically and mechanically feasible has largely arrived. The use of small wavelengths of light requires the use of special optics and optical components, so that light of arbitrarily small wavelengths is not used here either can.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsbildendes Verfahren und ein gattungsbildendes Mikroskop zur Detektion eines Objekts anzugeben und weiterzubilden, das eine Erhöhung des effektiven Auflösungsvermögens des Abbildungssystems ermöglicht, das über die Grenze des von den Eigenschaften des Abbildungssystems festgelegten Auflösungsvermögens hinausgeht.The present invention is therefore based on the object of a generic Method and a generic microscope for the detection of a Specify and further object, which is an increase in the effective Resolving power of the imaging system allows that over the Limit of what is determined by the properties of the imaging system Resolving power goes beyond.
Das erfindungsgemäße Verfahren der gattungsbildenden Art löst die voranstehende
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist ein
solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt mehrmals mit
jeweils unterschiedlicher Auflösung des Abbildungssystems detektiert wird
und dass zum Erzielen eines optimierten Auflösungsvermögens die detektierten
Bilddaten einer statistischen und/oder numerischen Auswertung zugeführt
werden.The method of the generic type according to the invention solves the foregoing
Task by the features of
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass es sehr schwierig ist, die optische Auflösung eines Abbildungssystems zu verbessern. Dagegen kann das maximale Auflösungsvermögen eines Abbildungssystems relativ einfach verschlechtert werden, beispielsweise durch das Verringern der numerischen Apertur des Abbildungssystems mit Hilfe einer entsprechenden, im Strahengang angeordneten Aperturblende. Erfindungsgemäß wird das abzubildende Objekt mehrmals mit jeweils unterschiedlicher Auflösung des Abbildungssystems detektiert, so dass vom gleichen Objekt Bilddaten unterschiedlicher Auflösung vorliegen. Diese detektierten Bilddaten werden sodann einer statistischen und/oder numerischen Auswertung zugeführt. Hierbei kann das Ergebnis der statistischen und/oder numerischen Auswertung ein Bild, ein charakteristischer Parameter oder ein Messwert des Objekts bei einem Auflösungsvermögen des Abbildungssystems sein, das nicht einstellbar ist oder das nicht bei den Detektionen eingestellt wurde. Weiterhin könnte vorgesehen sein, dass das Ergebnis der statistischen und/oder numerischen Auswertung eine Aussage ist, mit welchem Auflösungsvermögen des Abbildungssystems das zuvor aufgenommene Objekt optimal abzubilden ist, um beispielsweise andere Objekte vergleichbarer Art bei diesem optimierten Auflösungsvermögen aufzunehmen.According to the invention it was first recognized that it is very difficult to to improve the optical resolution of an imaging system. Against that the maximum resolution of an imaging system is relatively simple deteriorate, for example by reducing the numerical Aperture of the imaging system with the help of a corresponding, in Beam aperture arranged aperture. According to the invention object to be imaged several times, each with a different resolution of the Imaging system detected, so that image data from the same object different resolution. This detected image data will then fed to a statistical and / or numerical evaluation. The result can be statistical and / or numerical Evaluation of an image, a characteristic parameter or a measured value of the Object with a resolution of the imaging system that cannot be set or that was not set for the detections. Furthermore, it could be provided that the result of the statistical and / or numerical evaluation is a statement with which Resolution of the imaging system the previously recorded Object must be optimally mapped, for example to other objects comparable type with this optimized resolution.
Nun könnte das Auflösungsvermögen des Abbildungssystems durch Variation der Wellenlänge des Beleuchtungslichts verändert werden. Insbesondere bei Mikroskopen könnte beispielsweise aus dem Spektrum einer zur Objektbeleuchtung dienenden Quecksilberdampflampe mit Hilfe von geeigneten Farbfiltern Licht unterschiedlicher Wellenlängen selektiert werden, mit dem das Objekt bei den einzelnen Objektdetektionen beleuchtet wird. Weiterhin könnten zur Objektbeleuchtung mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, die Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittieren. Entsprechend der jeweils eingekoppelten Wellenlänge des Beleuchtungslichts verändert sich das Auflösungsvermögen des Abbildungssystems. Eine gleichzeitige Einkopplung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen in Verbindung mit einer gleichzeitigen Detektion des Objekts könnten ebenfalls mehrere Objektdetektionen mit jeweils unterschiedlicher Auflösung des Abbildungssystems darstellen, wenn mehrere Detektoren simultan Objektdaten von Licht jeweils einer Wellenlänge detektieren. Insoweit wären entsprechende wellenlängenselektive Strahlteiler im Strahlengang des Abbildungssystems vor den jeweiligen Detektoren vorzusehen.Now the resolution of the imaging system could be varied the wavelength of the illuminating light can be changed. Especially at For example, microscopes could range from one to the Mercury vapor lamp used for object lighting suitable color filters light of different wavelengths are selected, with which the object is illuminated during the individual object detections. Furthermore, several light sources could be provided for object lighting be that emit light of different wavelengths. According to the each coupled wavelength of the illuminating light changes the resolving power of the imaging system. A simultaneous coupling of light of different wavelengths in combination with a Simultaneous detection of the object could also be multiple object detections each with a different resolution of the imaging system represent when multiple detectors simultaneously object data from light each detect a wavelength. To that extent would be appropriate Wavelength-selective beam splitters in the beam path of the imaging system to be provided in front of the respective detectors.
Alternativ oder zusätzlich könnte das Auflösungsvermögen des Abbildungssystems mit mindestens einem Mittel variiert werden. Hierzu könnte bei einem Mikroskop ein anderes, im Objektivrevolver befindliches Mikroskopobjektiv in den Abbildungsstrahlengang eingebracht werden, wobei beispielsweise Mikroskopobjektive gleicher Vergrößerung und unterschiedlicher numerischer Apertur im Objektivrevolver angeordnet sind. Als Mittel zur Variation des Auflösungsvermögens des Abbildungssystems könnte auch eine im Strahlengang des Abbildungssystems angeordnete Aperturblende mit variablem Durchmesser dienen. So wäre die mehrmalige Objektdetektion bei jeweils unterschiedlichem Durchmesser der Aperturblende durchzuführen.Alternatively or additionally, the resolution of the imaging system could be varied with at least one means. This could be done with a Microscope another microscope objective in the nosepiece the imaging beam path are introduced, for example Microscope lenses of the same magnification and different numerical Aperture are arranged in the nosepiece. As a means of varying the Resolving power of the imaging system could also be an im Beam aperture of the imaging system arranged with aperture variable diameter serve. So would be the multiple object detection different diameters of the aperture diaphragm.
Eine Veränderung des Auflösungsvermögens des Abbildungssystems könnte auch dadurch erzielt werden, dass die Auflösung der detektierten Bilder mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung bzw. numerisch verschlechtert wird. Hierbei ist eine Zusammenfassung mehrerer Pixel denkbar, eine Tiefpassfilterung der Bilder könnte ebenfalls vorgesehen sein. Weiterhin könnten die Bilddaten mit zwei- oder dreidimensionalen Funktionen gefaltet werden, die die Abbildung des Abbildungssystems bei jeweils unterschiedlichen Auflösungen beschreiben und die beispielsweise mittels Simulationsrechnungen berechnet wurden.A change in the resolving power of the imaging system could can also be achieved by using the resolution of the detected images Methods of digital image processing or numerically deteriorated. A combination of several pixels is conceivable, one Low pass filtering of the images could also be provided. Farther the image data could be folded with two or three dimensional functions be the mapping of the imaging system at each describe different resolutions and which, for example, by means of Simulation calculations were calculated.
In bevorzugter Weise wird bei einem eingestellten Auflösungsvermögen des Abbildungssystems das Objekt mehrmals detektiert. Die so detektierten Bilddaten könnten einer statistischen Auswertung zugeführt werden, wodurch insbesondere der Rauschanteil bzw. der Messfehler dieser detektierten Bilddaten verringert werden kann. Insbesondere könnte die statistische Auswertung der mehrmals detektierten Bilddaten eines eingestellten Auflösungsvermögens des Abbildungssystems eine Mittelwertbildung oder eine andere statistische Gewichtung umfassen.In a preferred manner, the resolution of the Imaging system detects the object several times. The image data thus detected could be used for a statistical evaluation, whereby in particular the noise component or the measurement error of these detected Image data can be reduced. In particular, the statistical Evaluation of the image data of a set that has been detected several times Resolution of the imaging system averaging or include another statistical weight.
In ganz besonders bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass von den detektierten Bilddaten charakteristische Parameter des Objekts extrahiert werden. Hierbei könnte es sich beispielsweise um den Rand oder um eine Fläche einer Struktur oder eines Objekts handeln. Insbesondere bei der Halbleiterinspektion ist der Rand bzw. der Randverlauf einer Leiterbahn von großem Interesse, so dass als relevanter charakteristischer Parameter die Kante einer solchen Leiterbahn zu extrahieren ist. Weiterhin könnte der Intensitätsverlauf entlang einer Kurve durch eine detektierte Struktur oder ein detektiertes Objekt von Interesse sein. Üblicherweise wird der Intensitätsverlauf entlang einer Strecke im detektierten Bild als charakteristischer Parameter extrahiert. Ebenfalls von großem Interesse ist die Lokalisation einer Struktur oder eines Objekts oder eines Teils davon, beispielsweise bei der Metrologie von Linienbreiten oder Positionen auf Substraten der Halbleiterindustrie mit Hilfe von Koordinaten-Messgeräten ist durch die Bestimmung der Lokalisation der beiden Kanten einer Leiterbahn deren Breite bestimmbar.In a very particularly preferred manner it is provided that of the detected Image data characteristic parameters of the object are extracted. This could be, for example, the edge or a surface of a Act structure or object. Especially with the Semiconductor inspection is the edge or the edge course of a conductor track from of great interest, so that the relevant characteristic parameter is the Edge of such a trace is to be extracted. Furthermore, the Intensity curve along a curve through a detected structure or a detected object of interest. Usually the Intensity curve along a distance in the detected image as characteristic parameter extracted. Also of great interest the location of a structure or an object or a part thereof, for example in the metrology of line widths or positions Substrates of the semiconductor industry with the help of coordinate measuring machines by determining the location of the two edges of a conductor track whose width can be determined.
Die Extraktion der charakteristischen Parameter erfolgt vorzugsweise bei den Bilddaten, die jeweils mit unterschiedlich eingestelltem Auflösungsvermögen des Abbildungssystems detektiert wurden. Insoweit würde beispielsweise die Lokalisation einer Kante einer Leiterbahn jeweils bei den detektierten Bilddaten unterschiedlichen Auflösungsvermögens extrahiert werden, wobei dann für die Lokalisation der Kante erwartungsgemäß unterschiedliche Werte ermittelt werden.The characteristic parameters are preferably extracted from the Image data, each with differently set resolution of the imaging system were detected. In this respect, for example Localization of an edge of a conductor track in each case in the detected Image data of different resolutions are extracted, whereby then, as expected, different values for the localization of the edge be determined.
Zur Bestimmung bzw. zum Erzielen eines optimierten Auflösungsvermögens des Abbildungssystems könnte in vorteilhafter Weise eine Interpolation oder Extrapolation der Werte der charakteristischen Parameter zu einem anderen, bei der Detektion nicht eingestellten Auflösungsvermögen des Abbildungssystems vorgesehen sein. Die Interpolation oder Extrapolation könnte auch anhand einer an die Werte der charakteristischen Parameter approximierten Funktion erfolgen.To determine or to achieve an optimized resolution of the imaging system could advantageously be an interpolation or Extrapolation of the values of the characteristic parameters to another, resolution of the Imaging system may be provided. The interpolation or extrapolation could also refer to the values of the characteristic parameters approximate function.
Die Werte der extrahierten charakteristischen Parameter könnten als Funktion des bei der Detektion jeweils eingestellten Auflösungsvermögens des Abbildungssystems einer numerischen und/oder statistischen Auswertung zugeführt werden. Ziel einer solchen Auswertung könnte beispielsweise das Auffinden einer Funktion sein, die die Werte der charakteristischen Parameter approximiert.The values of the extracted characteristic parameters could be a function of the resolving power of the Imaging system of a numerical and / or statistical evaluation are fed. The goal of such an evaluation could be, for example Find a function that is the values of the characteristic parameters approximated.
Insoweit sei besonders hervorgehoben, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht das Ziel hat, unsichtbare Strukturen bei einem gegebenen optischen Auflösungsvermögen sichtbar zu machen, sondern durch die Vorgabe des Auflösungsvermögens des Abbildungssystems die Messfehler charakteristischer Parameter zu verringern oder zumindest zu minimieren.In this regard, it should be particularly emphasized that the method according to the invention does not aim to create invisible structures for a given optical To make resolving power visible, but by specifying the Resolution of the imaging system the measurement errors more characteristic Reduce or at least minimize parameters.
Das erfindungsgemäße Mikroskop, vorzugsweise Koordinaten-Messgerät, zur Detektion eines Objekts löst die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 10. Danach ist ein solches Mikroskop zur Detektion eines Objekts dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt mehrmals mit jeweils unterschiedlicher Auflösung des Abbildungssystems detektierbar ist und das zum Erzielen eines optimierten Auflösungsvermögens die detektierten Bilddaten einer statistischen und/oder numerischen Auswertung zuführbar sind.The microscope according to the invention, preferably coordinate measuring machine, for Detection of an object solves the task mentioned at the outset by Features of claim 10. According to such a microscope Detection of an object characterized in that the object several times detectable with different resolution of the imaging system is and the detected ones to achieve an optimized resolving power Image data from a statistical and / or numerical evaluation are feedable.
Insbesondere dient das erfindungsgemäße Mikroskop zur Detektion eines
Objekts zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
9. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den vorigen Teil
der Beschreibung verwiesen.In particular, the microscope according to the invention is used to detect a
Object for performing a method according to one of
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 13 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- in einem Diagramm gemessenen Linienprofile bei unterschiedlichen Beleuchtungswellenlängen und
- Fig. 2
- in einem Diagramm die aus den einzelnen Messungen extrahierten Linienbreiten als Funktion der Beleuchtungswellenlänge.
- Fig. 1
- line profiles measured in a diagram at different illumination wavelengths and
- Fig. 2
- the line widths extracted from the individual measurements as a function of the illumination wavelength in a diagram.
Anhand der in Fig. 1 und 2 wird das Verfahren zur Detektion eines Objekts verdeutlicht. Hierbei wurden zwei parallel verlaufende Leiterbahnen mit einem Koordinaten-Messgerät detektiert und vermessen.1 and 2, the method for detecting an object clarified. Here two parallel conductor tracks with one Coordinate measuring device detected and measured.
In erfindungsgemäßer Weise wurden die Halbleiterbahnen mit jeweils unterschiedlichen Auflösungen des mikroskopischen Abbildungssystems bzw. des Koordinaten-Messgerät detektiert. Die so erhaltenen Bilddaten sind einer statistischen und numerischen Auswertung zugeführt worden.In the manner according to the invention, the semiconductor tracks were each different Resolutions of the microscopic imaging system or Coordinate measuring device detected. The image data thus obtained is one statistical and numerical evaluation.
Bei der Detektion wurde das Auflösungsvermögen des mikroskopischen Abbildungssystems durch Variation der Wellenlänge des Beleuchtungslichts verändert. So wurde aus der Lichtquelle des Halbleiterinspektionsmikroskops jeweils Licht der Wellenlängen 365 nm, 456 nm, 521 nm, 608 nm und 730 nm herausgefiltert.The resolution of the microscopic imaging system was determined during the detection changed by varying the wavelength of the illuminating light. So the light source of the semiconductor inspection microscope light of the wavelengths 365 nm, 456 nm, 521 nm, 608 nm and 730 nm filtered out.
Anhand der detektierten Bilddaten wurden charakteristische Parameter der Leiterbahnen extrahiert. So ist in Fig. 1 die Intensitätsverteilung - ein sogenanntes Profil - an einer Stelle der beiden Leiterbahnen quer dazu in Abhängigkeit der Position aufgetragen. Dementsprechend wird bei der Vermessung von Leiterbahnen als charakteristischer Parameter der Intensitätsverlauf entlang einer Geraden senkrecht zur Leiterbahn extrahiert.On the basis of the detected image data, characteristic parameters of the Traces extracted. 1 is the intensity distribution so-called profile - at one point of the two conductor tracks across Dependence of the position plotted. Accordingly, the Measurement of conductor tracks as a characteristic parameter of the Intensity curve extracted along a straight line perpendicular to the conductor track.
Anhand der in Fig. 1 gezeigten Profile wird nun die Linienbreite der Leiterbahnen bestimmt. Hierzu werden die einzelnen Kanten der Leiterbahn berechnet, und zwar wird die Position einer Kante dort festgelegt, wo der 50%-Wert bezogen zur Differenz von Maximum zu Minimum des Kantenübergangs ist. Sobald die Kantenpositionen bestimmt sind, wird die Breite der jeweiligen Leiterbahn aus der Differenz zwischen erster Kante und zweiter Kante berechnet.Based on the profiles shown in Fig. 1, the line width of the Conductor tracks determined. For this, the individual edges of the conductor track calculated, namely the position of an edge is determined where the 50% value related to the difference from maximum to minimum of Edge transition is. Once the edge positions are determined, the Width of the respective conductor track from the difference between the first edge and second edge calculated.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm in den die gemessenen Linienbreiten der
Leiterbahnen - extrahiert aus den Intensitätsverläufen aus Fig. 1 - als
Funktion der gemessenen Wellenlänge aufgetragen sind. Da die Wellenlänge
des Lichts direkt mit dem Auflösungsvermögen des Abbildungssystems zusammenhängt,
ist sozusagen die gemessene Linienbreite der Leiterbahnen
als Funktion des Auflösungsvermögens in Fig. 2 gezeigt. An die extrahierten
Werte wurde eine Approximationsfunktion der Form
Bei der Anpassung wurden hierbei die Werte a, b, c und d derart bestimmt, dass die Approximationsfunktion die extrahierten Werte möglichst gut beschreibt. λ ist hierbei die jeweilige Wellenlänge des verwendeten Lichts.During the adjustment, the values a, b, c and d were determined in such a way that the approximation function the extracted values as well as possible describes. λ is the respective wavelength of the light used.
Anhand der so ermittelten Approximationsfunktion kann nun die Linienbreite der detektierten Leitbahnen in einem Bereich des Auflösungsvermögens des Halbleiterinspektionsmikroskops angegeben werden, bei dem nicht detektiert wurde, so beispielsweise bei einer Wellenlänge von 670 nm. Weiterhin kann in besonders vorteilhafter Weise die Linienbreite der Leiterbahn bei einer Wellenlänge des Lichts und damit bei einem Auflösungsvermögen des Abbildungssystems angegeben werden, bei dem überhaupt keine Messung erfolgt ist bzw. erfolgen kann. Die Angabe bzw. die Bestimmung der entsprechenden Linienbreite der Leiterbahn wird mit Hilfe einer Extrapolation der Approximationsfunktion durchgeführt.The line width can now be determined using the approximation function determined in this way of the detected interconnects in a range of the resolving power of the Semiconductor inspection microscope are specified, which is not detected was, for example at a wavelength of 670 nm. Furthermore, in the line width of the conductor track in a particularly advantageous manner Wavelength of light and thus with a resolution of the Imaging system are specified, in which no measurement at all has taken place or can take place. The specification or the determination of the corresponding line width of the conductor track is made with the help of an extrapolation the approximation function.
Die ausgefüllten fünf Symbole aus Fig. 2 entsprechen den extrahierten Werten
der Breite der Leiterbahnen. Die drei X-Symbole entsprechen simulierten
Werten, die in detaillierter Kenntnis der Eigenschaften des Abbildungssystems
und in Kenntnis des Objekts berechnet wurden. Diese simulierten Werte sind
zur Überprüfung der Übereinstimmung des vorliegenden erfindungsgemäßen
Verfahrens mit der mikroskopischen Abbildungstheorie in das gleiche
Diagramm eingezeichnet. Die folgende Tabelle zeigt die Wellenlänge der
Simulationsrechnung und den Fehler, der dem Abstand der simulierten Werte
zur Approximationsfunktion aus Fig. 2 entspricht.
Somit kann in besonders vorteilhafter Weise mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren zu einer "unmöglichen" Auflösung - z.B. einer Detektion mit Licht
der Wellenlänge 0 nm - hin extrapoliert werden, wobei der Fehler hierbei
ungefähr 2 nm beträgt.Thus, the inventive method can be used in a particularly advantageous manner
Procedure for an "impossible" resolution - e.g. detection with light
the
Abschließend sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.In conclusion, it should be particularly pointed out that the above discussed embodiments only to describe the claimed Serve teaching, but do not restrict this to the exemplary embodiments.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt mehrmals mit jeweils unterschiedlicher Auflösung des Abbildungssystems detektiert wird und dass zum Erzielen eines optimierten Auflösungsvermögens die detektierten Bilddaten einer statistischen und/oder numerischen Auswertung zugeführt werden.Method for the detection of an object, with a light source illuminating the object and an imaging system imaging the object on a detector,
characterized in that the object is detected several times, each with a different resolution of the imaging system, and that the detected image data are fed to a statistical and / or numerical evaluation in order to achieve an optimized resolution.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE10131508 | 2001-07-02 | ||
| DE10131508A DE10131508A1 (en) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | Method and microscope for the detection of an object |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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